第二章收缩电阻.ppt

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第二章收缩电阻

* 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 结果 峰高分布为指数分布函数 则,总 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 峰顶服从弹性变形规律时 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 总压力、接触面积、电导和接触点数 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 结论: 接触压力与接触面积成正比 接触压力与接触点数成正比 接触点数随压力增加而增加,总的接触面积也随之增加,平均接触面积保持不变 峰顶服从塑性变形规律时 接触压力与接触面积也是呈线性关系 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 峰高分布为正态分布函数 结论: 平均压力P由10-3Kg增加到102Kg,平均压力由0.2E(σ/β)1/2增加到0.4E(σ/β)1/2 ,仅变化2倍左右; 平均压力可认为是0.25E(σ/β)1/2,称为弹性硬度 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 讨论 两接触面都是粗糙平面,弹性硬度在0.36~0.6E(σ/β)1/2范围内变化; 负荷加大,出现塑性变形,Williamson用塑性指数表示从弹性变形到塑性变形的转换。 Φ0.6,峰顶呈弹性变形 Φ1,峰顶呈塑性变形 两接触表面之间相对滑动时,塑性指数随滑动时间而降低,因为表面发生冷作硬化。 * 第2章接触电阻理论 * 二、接触压力对收缩电阻的影响 曲线 几种不同材料的收缩电阻Rc和接触压力P之间的关系 现象: 当接触压力P由小增大时,收缩电阻Rc减小; 当接触压力进一步增大时,Rc的减小变得非常缓慢; 当接触压力由大减小时,Rc的增加极其缓慢。 * 第2章接触电阻理论 * 二、接触压力对收缩电阻的影响 图 Au接触表面的收缩电阻与接触压力P的关系 * 第2章接触电阻理论 * 二、接触压力对收缩电阻的影响 曲线(1):计算结果 曲线(2):压力增加 曲线(3):压力减小 图 Ag(90%)-Pd(10%)接触表面的 收缩电阻与接触压力P的关系 * 第2章接触电阻理论 * 二、接触压力对收缩电阻的影响 实线:干净表面 虚线:Cu表面暴露于空 气中几分钟后 图 Cu接触表面的收缩电阻与接触压力P的关系 * 第2章接触电阻理论 * 二、接触压力对收缩电阻的影响 解释: 1)当接触压力增加时,两接触表面相互移近,接触斑点数随之增加,从而使真实的接触面积增加,而使收缩电阻降低。应注意的是此时平均接触面积保持不变。 2)当接触压力增加时,一些接触斑点的变形从弹性变形变成塑性变形,而使接触表面发生永久变平,从而使收缩电阻减少。 3)大接触压力时造成的接触斑点的永久变平和粘结使得当接触压力减小时,接触电阻的增加非常缓慢。 * 第2章接触电阻理论 * 三、接触压力P对真实接触面积Ab的影响 实验 Williamson等人发现将球体压于平面上的压力加得很大时,平面的压坑中的粗糙度仍然保持原来的状态。 设计了一个加压器结构,目的是严格限制表面塑流。 其中加压头和加压容器都是硬质钢, 样品材料为铝, 样品和容器壁的间隙很小。 现象 当压力加大后,表面微观峰顶明显被压平 继续加压,峰顶变平变得缓慢 * 第2章接触电阻理论 * 三、接触压力P对真实接触面积Ab的影响 图 加压器结构 图 限制表面塑流后,表面变形 (Williamson) 与接触压力之间的关系 * 第2章接触电阻理论 * 三、接触压力P对真实接触面积Ab的影响 结论 因为存在表面塑流,所以压力的增加不可能无限加大真实接触面积,也不可能无限增加接触斑点数n。 严格限制表面塑流。当压力继续加大后,表面微观峰顶明显被压平,它减少了接触斑点表面变平的几率和产生新的接触斑点的几率,从而使真实接触面积Ac增加变得缓慢,因此收缩电阻Rc的减小也随之变得缓慢。 * 第2章接触电阻理论 * 作业 基本概念: a-斑点、收缩电阻、诺申电阻、接触硬度 接触压力和表面硬度的关系是什么? 接触电阻包括几部分? 影响收缩电阻的因素有哪些? 单点、多斑点接触在弹性和塑性变形条件下的收缩电阻计算公式分别是什么? * 当接触压力F由小增大时,收缩电阻Rc减小; 当接触压力进一步增大时,Rc的减小变得非常缓慢; 当接触压力由大减小时,Rc的增加及其缓慢。 * 当接触压力F由小增大时,收缩电阻Rc减小; 当接触压力进一步增大时,Rc的减小变得非常缓慢; 当接触压力由大减小时,Rc的增加及其缓慢。 * 当接触压力F由小增大时,收缩电阻Rc减小; 当接触压力进一步增大时,Rc的减小变得非常缓慢; 当接

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